[发明专利]水分散木质素聚氨酯材料

说明书

本发明涉及了一种水分散木质素聚氨酯材料，可作为地坪涂料、再分散于水中的树脂粉等，是用造纸尾液制取的木质素作为聚氨酯的合成原料，制备了改性聚氨酯，并用颜料和填料做成了地面材料，经由破乳干燥制备了再分散聚氨酯树脂粉，能应用于室内装修领域和作为工艺品原材料-树脂泥，属于精细化工技术。 

背景技术：

聚氨酯(PU)材料由于其优异的性能，在许多领域获得了广泛应用。自50年代以来石油工业和化学工业的发展丰富了聚氨酯工业的原料来源，提高了许多产品的性能，曾一度大大促进了聚氨酯工业的兴盛。然而，随着社会的进步，作为世界经济发展重要支柱的石油资源将日渐枯竭，各种来自石油的高分子中间体也将受到严重的困扰，限制着聚氨酯工业原材料的来源，时刻影响着聚氨酯工业的发展。此外，以石油为基础的化学工业等是环境的严重污染源，随着人们物质生活水平的提高，环保意识的日益增强，寻求石油代替品，开发新能源、新材料，从源头上减少和消除污染却显得更为重要。 

PU的合成反应是氢转移的逐步聚合反应，一般是由二元或多元异氰酸酯与多元醇化合物相互作用而得，-OH是其中必要的反应基团。木质素是由苯基丙烷结构单元(C9)通过C-C键和C-O键连接而成的交联网状的天然多酚类高分子化合物。木质素中不仅含有酚羟基，而且还含有活性较强的醇羟基。木质素是造纸工业的副产品，在传统的造纸工业中，木质素只有部分被利用，而大部分被燃烧或排放，不仅造成资源的巨大浪费，也对环境造成极大破坏。 国内外对木质素作为合成PU的材料已经进行了大量研究，取得了很大进展，说明木质素能够代替部分或全部的聚醚或聚酯多元醇用于制备PU。 

木质素与纤维素和半纤维素是构成植物骨架的主要成分。在自然界中木质素的蕴藏量仅次于纤维素，是第二大天然有机物。人类利用纤维素已有数千年的历史，而木质素至今没有被大量、广泛地利用。 

人们在利用纤维素的同时，产生了大量的废弃木质素，不仅浪费资源，还严重污染环境。我国制浆造纸废水占全国工业废水的30％，成为我国工业废水控制的第一对象，造纸废水中的污染物主要是木质素，因此，无论从资源利用，还是从环境保护的角度，对木质素的研究、开发和利用都显得尤为重要。 

发明内容：

本发明涉及经由木质素液化、聚氨酯预聚体合成及聚氨酯树脂粉再分散制备木质素聚氨酯地面材料和工艺品捏制用原料树脂泥。 

本发明采用以下技术措施： 

(1)木质素液化：木质素+多元醇→升温、搅拌→改性反应→成为含有软缎的木质素； 

(2)合成带有阴离子支链的聚氨酯预聚体； 

(3)带阴离子支链的聚氨酯预聚体与木质素液化产物进行缩聚反应→木质素聚氨酯； 

(4)木质素聚氨酯→木质素聚氨酯乳液→填料和颜料→木质素聚氨酯地面材料。 

具体实施方式：

实施1： 

木质素液化在酸催化下，将木质素(图们市华威友邦化工有限公司出品)在聚醚多醇和低分子量多元醇中120℃～180℃液化。 

实施2： 

如图1所示，依据聚氨酯合成原理，选择异氰酸酯1、多元醇2、羧基二元醇3及有机胺4作用，制备带有阴离子支链的NCO基团封端的聚氨酯预聚体6(PU)。 

图1聚氨酯预聚体的合成示意图 

实施3： 

如图2所示用聚氨酯预聚体6(PU)和液化处理的木质素7作用制备水分散木质素聚氨酯材料8(L-PU)。 

图2木质素聚氨酯的合成示意图 

实施4： 

用水分散木质素聚氨酯材料8之别乳液，填入颜料和其他矿物粉制备室内地面材料。实施5： 

用水分散木质素聚氨酯材料8破乳干燥制备可再分散木质素聚氨酯树脂粉。 

总之，本发明经由木质素液化与聚氨酯预聚体反应得到木质素乳液和可再分散木质素聚氨酯。发明中含有木质素液化技术、可再分散聚氨酯预聚体合成技术、木质素聚氨酯室内地 面材料技术和工艺品捏制用树脂粉制备技术。每一项技术可独立形成一种工业产品。高分子链中含有天然木质素结构单元特性将给消费者提供选择的依据。